De meeste mensen die niet vertrouwd zijn met chemie hebben geen goed inzicht in het periodiek systeem der elementen. Het is geweldig om te weten hoe elk van de elementen een rol speelt in ons leven. Een eenvoudig molecuul zoals water kan worden begrepen door het periodiek systeem te bekijken en te gebruiken.

De indeling van het periodiek systeem is erg belangrijk voor het begrip ervan. Het was zo ingedeeld dat de elementen op atomaire volgorde in orde zijn. Het atoomnummer is het aantal protonen en elektronen in een neutraal atoom. Waterstof, het eerste element op tafel, heeft een atoomnummer van één. Om ervoor te zorgen dat dit element neutraal is, moet het een proton (+) en een elektron (-) hebben. Een ander voorbeeld is zuurstof. Zuurstof heeft een atoomnummer van 8. Dit betekent dat het 8 totale protonen (+) en 8 totale elektronen (-) heeft. Terwijl we over het periodiek systeem heen en weer bewegen, voegen we protonen en elektronen toe.

Nu dat je begrijpt wat het atoomnummer is, laten we kijken hoe de elektronen in een element zijn gerangschikt. Elektronen worden gerangschikt door orbitalen. Orbitalen zijn een elektronen "thuis". Denk aan de orbitalen als een appartementencomplex. De eerste verdieping heeft de laagste energie en is de s-orbitaal. De tweede verdieping heeft een beetje meer energie en zijn de p-orbitalen. De derde verdieping heeft zelfs meer energie en zijn de d-orbitalen, enzovoort enzovoort.

Elektronen zijn zo gerangschikt dat ze eerst een orbitaal binnenkomen door de laagste energie. Zuurstof met 8 elektronen heeft bijvoorbeeld twee in zijn 1S-orbitaal, twee in zijn 2S-orbitaal en vier in zijn 2P-orbitalen (x, y, z). Het ding over elektronen is dat ze NIET in dezelfde orbitaal moeten worden gekoppeld. Aangezien er in totaal zes mogelijke locaties in de 2P-orbitaal (2 in x, 2 in y en 2 in z) en slechts vier elektronen zijn, zullen twee van hen ongepair zijn. Deze ongepaarde elektronen zijn wat gebruikt wordt om te "verbinden" met andere elementen. Ze worden valance-elektronen genoemd.

Om te begrijpen hoe elektronen zich aan elkaar hechten, laten we eens kijken naar water (H2O). Door naar het periodiek systeem te kijken zien we dat waterstof een atoomnummer van één heeft. Dit betekent dat het één elektron in zijn 1S-orbitaal heeft. Omdat dit elektron ongepaard is, kan het worden gebruikt voor hechting. Zuurstof die we kennen uit stap 3 heeft 2 ongepaarde elektronen voor binding. Water bestaat uit 2 elementen van waterstof en één element van zuurstof. Dit betekent dat we een "hybride" kunnen maken door de twee elektronen uit de waterstof te nemen en ze te verbinden met de twee elektronen uit de zuurstof. Hiermee elimineren we alle vrije elektronen en is het molecuul nu stabiel.

Nu we weten hoe we eenvoudige elementen met elkaar kunnen verbinden, laten we eens kijken naar het concept van elektronegativiteit (ik gebruik e-neg kortom). E-neg is een maat voor hoe elektronegatief een element is. Met andere woorden, het is een maat voor hoeveel een element het leuk vindt om elektronen naar zich toe te trekken. E-neg neemt toe naar boven en naar rechts op het periodiek systeem. Fluor is het meest elektronegatieve element en heeft de neiging alle elektronen naar zich toe te trekken. Dit concept maakt waterstoffluoride (HF) zo'n sterk zuur. Het ene eenzame elektron op waterstof wordt zo vaak naar fluor getrokken dat waterstof heel snel door een ander element kan worden verwijderd. Hoe gemakkelijker het is om waterstof uit een molecuul te verwijderen, des te zuurder zal het zijn.

Wanneer je de kans hebt, ga zitten en probeer de orbitalen voor elk element te tekenen en zie hoeveel ongepaarde elektronen er komen omhoog met. Als u het periodiek systeem onder de knie kunt krijgen, kunt u de chemie beheersen!

Tip

Dit artikel was bedoeld als een snelle uitleg. Je moet over orbitalen en zuren lezen om een ​​beter begrip te krijgen.